1、化学选修 4 化学反应与原理第一章 化学反应与能量一、焓变 反应热 1反应热:化学反应过程中所放出或吸收的热量,任何化学反应都有反应热,因为任何化学反应都会存在热量变化,即要么吸热要么放热。反应热可以分为(燃烧热、中和热、溶解热)2焓变(H)的意义:在恒压条件下进行的化学反应的热效应.符号: H.单位:kJ/mol ,即:恒压下:焓变=反应热,都可用 H 表示,单位都是 kJ/mol。3.产生原因:化学键断裂吸热 化学键形成放热放出热量的化学反应。(放热吸热) H 为“-”或H 放热)H 为“+”或H 0也可以利用计算H 来判断是吸热还是放热。H=生成物所具有的总能量-反应物所具有的总能量=反
2、应物的总键能-生成物的总键能 常见的放热反应: 所有的燃烧反应 所有的酸碱中和反应 大多数的化合反应 金属与水或酸的反应 生石灰(氧化钙)和水反应铝热反应等 常见的吸热反应: 晶体 Ba(OH)28H2O 与 NH4Cl 大多数的分解反应 条件一般是加热或高温的反应区分是现象(物理变化)还是反应(生成新物质是化学变化) ,一般铵盐溶解是吸热现象,别的物质溶于水是放热。4.能量与键能的关系:物质具有的能量越低,物质越稳定,能量和键能成反比。5.同种物质不同状态时所具有的能量:气态液态固态6.常温是指 25,101.标况是指 0,101.7.比较H 时必须连同符号一起比较。二、热化学方程式书写化学
3、方程式注意要点:热化学方程式必须标出能量变化,即反应热H,H 对应的正负号都不能省。热化学方程式中必须标明反应物和生成物的聚集状态(s,l, g 分别表示固态,液态,气态,水溶液中溶质用 aq 表示) 热化学反应方程式不标条件,除非题中特别指出反应时的温度和压强。 热化学方程式中的化学计量数表示物质的量,不表示个数和体积,可以是整数,也可以是分数各物质系数加倍,H 加倍,即:H 和计量数成比例;反应逆向进行,H 改变符号,数值不变。6.表示意义:物质的量物质状态吸收或放出*热量。三、燃烧热1概念: 101 kPa 时,1 mol 纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物(二氧化碳、二氧化硫、液态水 H2
4、O)时所放出的热量。燃烧热的单位用 kJ/mol 表示。注意以下几点:研究条件:101 kPa反应程度:完全燃烧,产物是稳定的氧化物。燃烧物的物质的量:1 mol研究内容:放出的热量。(H10 5 时,该反应就进行得基本完全了。2、可以利用 K 值做标准,判断正在进行的可逆反应是否平衡及不平衡时向何方进行建立平衡。(Q:浓度积)Q_K:反应向正反应方向进行;Q_=_K:反应处于平衡状态 ;Q_K:反应向逆反应方向进行3、利用 K 值可判断反应的热效应若温度升高,K 值增大,则正反应为 _吸热 _反应若温度升高,K 值减小,则正反应为 _放热 _反应四、等效平衡1、概念:在一定条件下(定温、定容
5、或定温、定压) ,只是起始加入情况不同的同一可逆反应达到平衡后,任何相同组分的百分含量均相同,这样的化学平衡互称为等效平衡。2、分类(1)定温,定容条件下的等效平衡第一类:对于反应前后气体分子数改变的可逆反应:必须要保证化学计量数之比与原来相同;同时必须保证平衡式左右两边同一边的物质的量与原来相同。第二类:对于反应前后气体分子数不变的可逆反应:只要反应物的物质的量的比例与原来相同即可视为二者等效。(2)定温,定压的等效平衡只要保证可逆反应化学计量数之比相同即可视为等效平衡。五、化学反应进行的方向1、反应熵变与反应方向:(1)熵:物质的一个状态函数,用来描述体系的混乱度,符号为 S. 单位:J
6、mol-1K-1(2)体系趋向于有序转变为无序,导致体系的熵增加,这叫做熵增加原理,也是反应方向判断的依据。.(3)同一物质,在气态时熵值最大,液态时次之,固态时最小。即 S(g)S(l)S(s)(4)方程式中气体计量数增大的方向就是熵增的方向 。2、反应方向判断依据在温度、压强一定的条件下,化学反应的判读依据为:H-TS0 反应能自发进行H-TS=0 反应达到平衡状态H-TS0 反应不能自发进行注意:(1)H 为负,S 为正时,任何温度反应都能自发进行(2)H 为正,S 为负时,任何温度反应都不能自发进行第三章 水溶液中的离子平衡一、弱电解质的电离 1、定义:电解质: 在水溶液中或熔化状态下
7、能导电的化合物, 叫电解质 。非电解质 : 在水溶液中或熔化状态下都不能导电的化合物 。强电解质 : 在水溶液里全部电离成离子的电解质 。弱电解质: 在水溶液里只有一部分分子电离成离子的电解质 。物质 单质化合物电解质非电解质: 非金属氧化物,大部分有机物 。如 SO3、CO 2、C 6H12O6、CCl 4、CH 2=CH2强电解质: 强酸,强碱,大多数盐 。如 HCl、NaOH、NaCl 、BaSO 4弱电解质: 弱酸,弱碱,极少数盐,水 。如HClO、NH 3H2O、Cu(OH) 2、H 2O混和物纯净物2、电解质与非电解质本质区别:电解质离子化合物或共价化合物 非电解质共价化合物注意:
8、电解质、非电解质都是化合物 SO 2、NH 3、CO 2 等属于非电解质强电解质不等于易溶于水的化合物(如 BaSO4 不溶于水,但溶于水的 BaSO4 全部电离,故 BaSO4 为强电解质) 电解质的强弱与导电性、溶解性无关。3、电离平衡:在一定的条件下,当电解质分子电离成 离子的速率 和离子结合成 时,电离过程就达到了 平衡状态 ,这叫电离平衡。4、影响电离平衡的因素:A、温度:电离一般吸热,升温有利于电离。B、浓度:浓度越大,电离程度 越小 ;溶液稀释时,电离平衡向着电离的方向移动。 C、同离子效应:在弱电解质溶液里加入与弱电解质具有相同离子的电解质,会 减弱 电离。D 、其他外加试剂:加入能与弱电解质的电离产生的某种离子反应的物质时,有利于电离。9、电离方程式的书写:用可逆符号 弱酸的电离要分布写(第一步为主)10、电离常数:在一定条件下,弱电解质在达到电离平衡时,溶液中电离所生成的各种离子浓度的乘积,跟溶液中未电离的分子浓度的比是一个常数。叫做电离平衡常数, (一般用 Ka 表示酸,Kb 表示碱。 )表示方法:AB A+B- Ki= A+ B-/AB11、影响因素:a、电离常数的大小主要由物质的本性决定。b、电离常数受温度变化影响,不受浓度变化影响,在室温下一般变化不大。